KR20240010802A - 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징 - Google Patents

턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징 Download PDF

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KR20240010802A
KR20240010802A KR1020220087960A KR20220087960A KR20240010802A KR 20240010802 A KR20240010802 A KR 20240010802A KR 1020220087960 A KR1020220087960 A KR 1020220087960A KR 20220087960 A KR20220087960 A KR 20220087960A KR 20240010802 A KR20240010802 A KR 20240010802A
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송민호
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Abstract

턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징이 개시된다. 카메라 하우징은 용강 탕면 모니터링용 카메라가 하측으로 관통 설치되는 제1 면과 외부 장치와 연결되는 제2 면을 포함하는 제1 하우징; 상기 제1 면이 외부로 노출되도록 상기 제1 하우징이 내부에 수용되고, 제3 면에 상기 카메라가 용강 탕면을 촬영할 수 있는 관찰구가 마련되는 제2 하우징; 및 상기 제1 면 및 상기 관찰구가 외부로 노출되도록 상기 제2 하우징이 내부에 수용되는 제3 하우징;을 포함하고, 상기 제2 면에 마련된 가스 인입구를 통해 냉각 가스가 인입되고 제1 면을 통과해 상기 제3 면에 마련된 가스 인출구 및 상기 관찰구를 통해 냉각 가스가 인출되고, 상기 가스 인출구를 통해 인출되는 냉각 가스가 상기 관찰구 측을 향하는 가스 커튼을 형성하도록 상기 제3 면에 커튼부재가 마련될 수 있다.

Description

턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징{CAMERA HOUSING FOR MONITORING MOLTEN SURFACE INSIDE TUNDISH}
개시된 발명은 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 턴디쉬 내부의 용강 탕면을 모니터링 하는 카메라를 열과 용강 및 분진으로부터 보호하기 위한 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징에 관한 것이다.
일반적으로 연속주조 공정(continuous casting process)은 액상의 용강을 일정한 형태의 고상으로 연속 응고시키는 공정으로서, 연속적인 용강의 공급을 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 연속주조기에서는 래들(1)에 수강된 용강(3)을 쉬라우드 노즐(2)을 통해 턴디쉬(4)에 주입하게 되고, 턴디쉬(4)에서는 침지 노즐(5)을 통하여 주형(7)으로 배분 공급하게 된다. 주형(7)에서의 1차 냉각을 거쳐 표면이 다소 응고된 상태로 연속주조 장치의 세그먼트(SEGMENT, 10)에 구비되는 상부 프레임 및 하부 프레임 사이로 인입되며, 이때 용강의 빠른 응고를 위해 복수개의 노즐(11)을 통하여 냉각수가 분사되어 2차 냉각을 통해 제조하고자 하는 빌렛(Billet), 블룸(Bloom), 슬래브(Slab) 등과 같은 주편(8)을 생산하게 된다.
이 때, 턴디쉬(4) 내부에서 용강(3)의 온도 하락을 줄이고, 나탕 형성에 의한 용강 재산화 현상을 최소화 하기 위하여 일정량 이상의 턴디쉬 플럭스(6)를 용강의 탕면에 투입한다.
이와 같은 턴디쉬(4)는 래들(1)의 교환 작업을 수행하는 동안에도 용강(3)이 지속적으로 주형(7)으로 공급될 수 있도록 하는 일종의 버퍼(Buffer)의 역할을 하여 연속주조가 가능해진다.
한편 용강(3)의 청정도는 최종 제품의 가공 특성 및 표면 품질과 직접적으로 연관된 중요한 인자로서, 고급강에 대한 수요가 증대됨에 따라 용강 청정도의 중요성도 부각되고 있다. 이에 연속주조 공정 이전의 용강 정련 단계에서 용강 청정도 향상을 위한 다양한 처리 작업을 수행하고 있다. 지속적이고 다양한 활동을 통해 정련 단계의 용강 청정도가 개선되고 있음에도 불구하고, 제품에서의 제강성 결함은 지속적으로 발생하고 있다. 따라서 추가적인 용강 청정도 향상을 위해서는 턴디쉬(4)에서의 청정도 개선 활동이 반드시 필요하다.
턴디쉬(4)에서의 용강 청정도 개선 활동은 크게 두 가지로 구분할 수 있다.
첫 번째는 용강(3) 중에 존재하는 비금속 개재물을 제거하는 것이다. 비금속 개재물의 흡수능이 우수한 턴디쉬 플럭스(6)를 적용하는 방법과, 턴디쉬(4)에서의 Bottom Bubbling을 통해 개재물의 부상 분리를 촉진하는 방법이 대표적인 방법이다.
두 번째는 비금속 개재물의 추가 생성을 방지하는 것이다. 턴디쉬(4)에서의 개재물 생성은 주로 용강(3)이 대기와 접촉하여 용강(3) 중의 일정 성분과 대기 중의 산소가 반응해 개재물을 형성하는 용강 재산화 현상에 의한 것으로 판단되고 있다. 용강 재산화 현상의 최소화를 위하여 용강(3)이 대기와 접촉하는 것을 최소화하는 방법들이 사용되고 있다. 턴디쉬 커버를 통해 불활성 가스를 투입하여 턴디쉬(4) 내부의 산소 분압을 떨어뜨리는 방법과, 저융점의 턴디쉬 플럭스(6)를 적용하여 용강의 탕면을 원활하게 덮는 방법이 대표적으로 활용되고 있다.
이와 같은 용강 재산화 현상을 최소화 하기 위해서는 용강(3) 탕면을 지속적으로 모니터링 하고 나탕의 형성 여부를 판정하고 조치하는 것이 필요하다.
턴디쉬(4) 내부의 용강(3) 탕면을 모니터링하기 위해서는 래들(1)과 턴디쉬(4) 사이의 탕면 직상부에 카메라를 위치시켜야 한다. 카메라가 위치해야 하는 래들(1)과 턴디쉬(4) 사이의 공간은 용강(3)의 열기로 인해 상당히 높은 온도의 분위기이며, 용강(3)의 격렬한 흐름과 투입되는 턴디쉬 플럭스(6) 등에 의해 용강(3)이 비산되거나 분진 및 화염이 다량 발생할 수 있다. 따라서 턴디쉬(4) 내 용강(3) 탕면을 지속적으로 모니터링하기 위해서는 고온 및 고분진 조건에서 카메라를 보호할 수 있는 하우징이 반드시 필요하다.
개시된 발명의 일측면은 턴디쉬 내부의 용강 탕면을 모니터링 하는 카메라를 열과 용강 및 분진으로부터 보호하기 위한 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징을 제공한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징은 용강 탕면 모니터링용 카메라가 하측을 향하도록 관통 설치되는 제1 면과 외부 장치와 연결되는 제2 면을 포함하는 제1 하우징; 상기 제2 면이 외부로 노출되도록 상기 제1 하우징이 내부에 수용되고, 제3 면에 상기 카메라가 용강 탕면을 촬영할 수 있는 관찰구가 마련되는 제2 하우징; 및 상기 제2 면 및 상기 관찰구가 외부로 노출되도록 상기 제2 하우징이 내부에 수용되는 제3 하우징;을 포함하고, 상기 제2 면에 마련된 가스 인입구를 통해 냉각 가스가 인입되고 제1 면을 통과해 상기 제3 면에 마련된 가스 인출구 및 상기 관찰구를 통해 냉각 가스가 인출되고, 상기 가스 인출구를 통해 인출되는 냉각 가스가 상기 관찰구 측을 향하는 가스 커튼을 형성하도록 상기 제3 면에 커튼부재가 마련될 수 있다.
상기 제2 하우징 및 상기 제3 하우징은 적어도 일부에서 서로 이격되어 공간을 형성하고, 상기 공간에는 단열재가 마련될 수 있다.
상기 단열재는 최소 10mm 이상의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징은 적어도 일부에서 서로 이격되어 공간을 형성할 수 있다.
상기 제2 면은 상기 제1 하우징의 어느 하나의 측면일 수 있다.
상기 가스 인출구의 면적은 상기 관찰구의 면적의 1.5 내지 2.5배일 수 있다.
상기 커튼부재는, 상기 가스 인출구를 통해 인출된 냉각 가스의 이동 방향이 상기 관찰구 측을 향하도록 전환하는 가이드부; 및 상기 가이드부에 의해 이동 방향이 전환된 냉각 가스의 유속이 증가하도록 그 폭이 좁아지는 노즐 형태를 갖는 커튼 노즐부;를 포함할 수 있다.
상기 제3 면은 상기 제2 하우징의 바닥면이고, 상기 관찰구는 상기 가스 인출구의 제1 방향 측면에 위치할 수 있다.
상기 가이드부는 상기 가스 인출구를 커버하되 상기 관찰구가 마련된 제1 방향 측면이 개구되어 상기 가스 인출구를 통해 인출된 냉각 가스의 이동 방향이 상기 관찰구 측을 향하도록 전환하고, 상기 가이드부의 바닥면은 상기 제1 방향으로 갈수록 높아지는 경사를 가질 수 있다.
상기 제1 방향은 상기 제2 면이 위치한 방향과 동일할 수 있다.
상기 커튼 노즐부는 노즐 형태의 출구의 폭이 입구의 폭의 60 내지 80% 사이일 수 있다.
상기 제1 하우징 내부에 마련되는 온도 측정 장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 가스는 불활성 가스일 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징은 복수의 층을 갖는 하우징과 단열재를 통해 내부의 카메라를 열기로부터 보호할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징은 냉각 가스를 이용하여 내부의 카메라를 열기로부터 보호하고, 냉각 가스의 인출에 의해 카메라 관찰구의 오염과 손상을 방지할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 내부 용강 탕면 모니터링용 카메라 하우징은 냉각 가스의 인출 방향을 조절하여 슈라우드 노즐의 열충격을 방지하고 용강의 청정도를 유지할 수 있다.
도 1은 일반적인 연속주조기를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 연속주조기의 턴디쉬 상측에 설치되는 카메라 하우징을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징의 측단면을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 단면 A-A를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 3의 단면 B-B를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 3의 저면을 도시하는 도면이다.
도 7은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 커버 상부에 설치된 카메라 하우징의 사진이다.
도 8은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징의 카메라에 의해 촬영된 사진이다.
도 9는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징 내부의 시간에 따른 온도 변화를 도시하는 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 연속주조기의 턴디쉬 상측에 설치되는 카메라 하우징을 개략적으로 도시하는 도면이다.
개시된 발명에서는 연속주조 공정 중 턴디쉬(4) 내부 용강(3) 탕면을 지속적으로 모니터링하기 위한 카메라를 보호하기 위한 카메라 하우징(1000)을 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(1000)은 내부에 수용된 카메라가 턴디쉬 플럭스(6) 등이 투입된 턴디쉬(4) 내부 용강(3) 탕면을 촬영할 수 있도록 턴디쉬(4)와 래들(1) 사이 공간에 브라켓(2000) 등을 통해 설치된다.
카메라 하우징(1000)은 내부에 수용된 카메라가 턴디쉬(4) 내부 용강(3) 탕면을 모니터링 할 수 있도록 적절한 위치에 적절한 각도로 설치될 수 있다. 또한 내부에 수용된 카메라가 외부의 장치와 연결되어 정보를 송수신 할 수 있도록 브라켓(2000)에는 케이블이 마련될 수 있고, 또한 카메라 하우징(1000) 내부의 냉각을 위한 냉각 가스가 브라켓(2000)을 통해 공급될 수 있다.
도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징의 측단면을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 4는 도 3의 단면 A-A를 도시하는 도면이고, 도 5는 도 3의 단면 B-B를 도시하는 도면이고, 도 6은 도 3의 저면을 도시하는 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 도 3의 상측 방향을 상방, 하측 방향을 하방, 좌측 방향을 전방, 우측 방향을 후방으로 정의한다. 도 4 및 도 5는 도 3에 표시된 단면 A-A 및 B-B에 따른 단면도로서 도 3에 상응하도록 방향이 정해지고, 도 6은 도 3의 저면도로서 마찬가지로 도 3에 상응하도록 방향이 정해진다.
도 3내지 도 6에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징(1000)이 도시되어 있다. 도 3내지 도 6에 도시된 카메라 하우징(1000)은 육면체 박스 형상을 가지고 있고, 후측(도 3의 우측)을 통해 도 2에 도시된 브라켓(2000)에 연결될 수 있다.
도 3내지 도 6을 참조하면 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징(1000)은 용강 탕면 모니터링용 카메라(20)가 하측을 향하도록 관통 설치되는 제1 면(110)과 외부 장치와 연결되는 제2 면(120)을 포함하는 제1 하우징(100); 제2 면(120)이 외부로 노출되도록 제1 하우징(100)이 내부에 수용되고, 제3 면(210)에 카메라(20)가 용강(3) 탕면을 촬영할 수 있는 관찰구(211)가 마련되는 제2 하우징(200); 및 제2 면(120)과 관찰구(211)가 외부로 노출되도록 제2 하우징(200)이 내부에 수용되는 제3 하우징(300);을 포함한다.
이와 같이 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징(1000)은 3중 구조방식을 적용하여 우수한 단열 성능을 나타낼 수 있다.
제1 하우징(100)의 내부에는 카메라(20)가 수용된다. 카메라(20)는 하측의 용강(3) 탕면을 촬영할 수 있도록 렌즈(21)가 하측을 향하도록 수용될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 카메라 브라켓(23)을 통해 설치될 수 있다. 이 때 카메라(20)는 하측의 용강(3) 탕면을 촬영할 수 있도록 제1 하우징(100)의 제1 면(110)을 관통하여 설치될 수 있다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 제1 면은 제1 하우징(100)의 바닥면일 수 있다.
한편 제1 하우징(100)의 제2 면(120)은 외부 장치와 연결될 수 있다. 이 때 외부 장치는 도 2에 도시된 바와 같은 브라켓(2000)일 수 있다. 제1 하우징(100) 내부에 수용되는 카메라(20) 등의 장치에 연결되는 케이블(25)과 냉각을 위한 장치 또는 파이프 등이 외부로 연결될 필요가 있기 때문에 제1 하우징(100)은 제2 면(120)을 통해 외부 장치와 연결된다.
카메라 하우징(1000)은 래들(1)과 턴디쉬(4) 사이의 좁은 공간으로 인입 및 인출 되고, 하측에 위치한 턴디쉬(4) 내부 용강(3) 탕면을 촬영하기 위해서 카메라(20)는 카메라 하우징(1000) 내부에 하측을 향하도록 수용되고, 브라켓(2000)은 카메라 하우징(1000)의 측면에 연결될 필요가 있다. 즉, 제2 면(120)은 제1 하우징(100)의 어느 하나의 측면일 수 있다. 개시된 발명의 실시예에서 제2 면(120)은 제1 하우징(100)의 후측(도 3의 우측)면이다.
즉, 개시된 발명의 실시예에서 카메라 하우징(1000)은 카메라(20)의 촬영 방향(하측)과 브라켓(2000)의 연결 방향이 약 90도 꺾인 구조를 갖는다.
제2 하우징(200)의 내부에는 제1 하우징(100)이 수용된다. 이 때 제1 하우징(100)의 제2 면(120)은 외부 장치와 연결되어야 한다. 따라서 제2 하우징(200)에는 제1 하우징(100)의 제2 면(120)이 외부로 노출되도록 수용될 수 있다. 도 3을 참조하면 제2 하우징(200)은 제1 하우징(100)의 제2 면(120)이 마련된 후측면(도 3의 우측)이 개방되어 제2 면(120)을 외부로 노출시키면서 제1 하우징(100)을 내부에 수용할 수 있다.
한편 제2 하우징(200)의 제3 면(210)에는 카메라(20)가 용강(3) 탕면을 촬영할 수 있는 관찰구(211)가 마련된다. 도 3에 도시된 바와 같이 개시된 발명의 일 실시예에서 제3 면(210)은 제2 하우징(200)의 바닥면일 수 있다.
관찰구(211)는 카메라(20)의 화각을 확보할 수 있도록 수용된 카메라(20)의 렌즈(21)의 위치에 상응하는 위치에 마련될 수 있다.
한편 제1 하우징(100) 및 제2 하우징(200)은 적어도 일부에서 서로 이격되어 공간을 형성할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면 제1 하우징(100) 및 제2 하우징(200)은 후측면(도 3의 우측)을 제외한 상면, 하면, 전측면(도 3의 좌측), 좌측면(도 4의 우측), 우측면(도 4의 좌측)에서 서로 이격되어 사이에 공간을 형성한다. 이와 같이 제1 하우징(100)과 제2 하우징(200) 사이에 공간을 형성함으로써 열전도를 최소화하고 단열 성능을 높일 수 있다.
제3 하우징(300)의 내부에는 제2 하우징(200)이 수용된다. 전술한 바와 같이 제1 하우징(100)의 제2 면(120)은 외부 장치와 연결되어야 한다. 또한, 제2 하우징(200)의 제3 면(210)에는 관찰구(211)가 마련되어 있다. 따라서 제3 하우징(300)에는 제2 하우징(200)에서 외부로 노출된 제1 하우징(100)의 제2 면(120) 및 제2 하우징(200)의 제3 면(210)이 외부로 노출되도록 수용될 수 있다. 도 3을 참조하면 제3 하우징(300)은 제1 하우징(100)의 제2 면(120)이 마련된 후측면(도 3의 우측) 및 제2 하우징(200)의 제3 면(210)이 마련된 하면(도 3의 하측)이 개방되어 제2 면(120)과 제3 면(210)을 외부로 노출시키면서 제1 하우징(100)이 수용된 제2 하우징(200)을 내부에 수용할 수 있다.
한편 제2 하우징(200) 및 제3 하우징(300)은 적어도 일부에서 서로 이격되어 공간을 형성할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면 제2 하우징(200) 및 제3 하우징(300)은 후측면(도 3의 우측)과 하면을 제외한 상면, 전측면(도 3의 좌측), 좌측면(도 4의 우측), 우측면(도 4의 좌측)에서 서로 이격되어 사이에 공간을 형성한다.
이 때, 제2 하우징(200)과 제3 하우징(300) 사이의 공간에는 단열재(500)가 마련될 수 있다. 개시된 발명에서는 이와 같은 단열재(500)에 의해 용강(3) 및 화염에 의한 열기를 차단할 수 있다. 이 때 단열재(500)는 최소 10mm 이상의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
개시된 발명에서는 이와 같이 제1 하우징(100), 제2 하우징(200) 및 제3 하우징(300)에 의한 3중 구조의 하우징에 의해 제1 하우징(100) 내부에 수용되는 카메라(20)를 열기로부터 보호할 수 있고, 각 하우징 사이에 형성되는 공간과 공간에 마련되는 단열재(500)에 의해 단열 성능을 높여 카메라(20)가 연속주조 공정 중에서도 턴디쉬(4) 내부 용강(3)의 탕면을 안정적으로 촬영할 수 있도록 한다.
한편 카메라 하우징(1000) 내부에 수용되는 카메라(20)를 보호하기 위하여 하우징을 냉각할 필요가 있다. 주조 공정 중 냉각수가 용강에 유입되는 경우 폭발 등의 사고가 발생할 수 있기 때문에 가스를 이용하여 냉각하는 것이 바람직하다. 이 때, 냉각용 가스는 용강 청정도에 미치는 영향을 최소화 하기 위하여 불활성 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
냉각 시 카메라 하우징(1000)에 인입되는 불활성 가스의 공급 압력은 3.5Bar 이상으로 제어될 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에서는 외부 장치에 의해 카메라 하우징(1000) 내부로 냉각 가스가 인입되어 냉각이 수행된다. 카메라 하우징(1000) 내부로 인입된 냉각 가스는 카메라 하우징(1000) 내부에서 유동하여 냉각을 수행할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에서 제1 하우징(100) 내부에는 제2 면(120)에 마련된 가스 인입구(125)를 통해 냉각 가스가 인입되고 제1 면(110)을 통해 냉각 가스가 인출된다. 제1 면(110)에는 카메라(20)가 관통 설치되는 관통구가 마련되어 있어 인입된 냉각 가스가 인출될 수 있다.
또한 제2 하우징(200) 내부에는 제1 면(110)을 통해 냉각 가스가 인입되고 제3 면(210)에 마련된 가스 인출구(213) 및 관찰구(211)를 통해 냉각 가스가 인출된다.
이와 같은 냉각 가스의 흐름이 도 3내지 6에 화살표로 도시되어 있다. 제2 면(120)에 마련된 가스 인입구(125)를 통해 냉각 가스가 인입되는 것이 화살표 a로 도시되어 있고, 제1 면(110)을 통하여 가스 인출구(213)를 통해 냉각 가스가 인출되는 것이 화살표 b로 도시되어 있고, 관찰구(211)를 통해 냉각 가스가 인출되는 것이 화살표 c로 도시되어 있다.
연속주조 공정 중 턴디쉬(4) 내부에는 많은 양의 분진과 용강(3) 비산이 발생할 수 있다. 카메라 하우징(1000)은 턴디쉬(4) 내부 용강(3)의 상부에 위치하여 운용되므로, 관찰구(211) 부분이 분진 및 용강 비산에 의해 오염 및 손상될 수 있다. 개시된 발명의 일 실시예에서는 관찰구(211)를 통해 냉각 가스가 인출되므로(c) 냉각 가스의 유동에 의해 분진 및 용강 비산에 의한 관찰구(211)의 오염과 손상을 방지할 수 있다.
한편 관찰구(211)는 용강(3) 탕면을 향하고 있다. 따라서 관찰구(211)를 통해 인출되는 냉각 가스에 의해 카메라 하우징(1000) 주변의 공기가 턴디쉬(4) 내부의 용강(3)으로 향할 수 있다. 이 때 카메라 하우징(1000) 주변의 공기에 의해 용강 청정도에 악영향을 줄 수 있기 때문에 냉각 가스의 방향을 변경할 필요가 있다.
개시된 발명의 일 실시예에서는 가스 인출구(213)를 통해 인출되는 냉각 가스가 관찰구(211) 측을 향하는 가스 커튼을 형성하도록 제3 면(210)에 커튼부재(400)가 마련될 수 있다. 이와 같은 커튼부재(400)에 의해 가스 커튼이 형성되고, 관찰구(211)를 통해 인출되는 냉각 가스의 방향이 변경될 수 있다.
도 5에 도시된 제3 면(210)의 단면에 나타난 것과 같이 관찰구(211)는 가스 인출구(213)의 제1 방향 측면에 위치할 수 있다. 도 3내지 6에 도시된 실시예에서 제1 방향은 제2 면(120)이 위치한 방향과 동일하다. 즉 제1 방향은 카메라 하우징(1000)의 후측(도 3의 우측) 방향이다.
이와 같이 제1 방향이 설정되는 경우 커튼부재(400)에 의해 가스 인출구(213)를 통해 인출되는 냉각 가스가 관찰구(211)측을 향하는 방향, 즉 제1 방향으로 향하여 가스 커튼이 형성된다.
한편 제1 방향은 카메라 하우징(1000)이 설치되는 턴디쉬(4)의 구조 및 상황에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 제1 방향은 카메라 하우징(1000)의 좌측(도 4의 우측) 방향, 또는 카메라 하우징(1000)의 우측(도 4의 좌측) 방향일 수 있다.
가스 인출구(213)를 통해 인출되는 냉각 가스는 관찰구(211) 방향, 즉 제1 방향을 향하는 가스 커튼을 형성한다. 따라서 가스 인출구(213)를 통해 인출된 냉각 가스에 의해 쉬라우드 노즐(2)이 열충격을 받는 것을 방지하기 위해 제1 방향이 쉬라우드 노즐(2)을 향하지 않도록 설정해야 한다. 제1 방향을 설정하는 것은 제3 면(210)에 가스 인출구(213)와 관찰구(211)가 마련되는 위치를 설정하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
한편 개시된 발명의 일 실시예에서 커튼부재(400)는 가스 인출구(213)를 통해 인출된 냉각 가스의 이동 방향이 관찰구(211) 측을 향하도록 전환하는 가이드부(410); 및 가이드부(410)에 의해 이동 방향이 전환된 냉각 가스의 유속이 증가하도록 그 폭이 좁아지는 노즐 형태를 갖는 커튼 노즐부(420);를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 6을 참조하면 가이드부(410)는 가스 인출구(213)를 커버하되 관찰구(211)가 마련된 제1 방향(도 3 및 도 6의 우측) 측면이 개구되어 가스 인출구(213)를 통해 인출된 가스의 이동 방향이 관찰구(211) 측을 향하도록 전환할 수 있다. 즉, 가이드부(410)는 가스 인출구(213)가 위치한 상측 및 제1 방향의 후측이 개방된 포켓 형태를 가짐으로써 가스 인출구(213)를 통해 인출된 냉각 가스가 제1 방향으로 향하도록 이동 방향을 전환한다.
이 때, 가이드부(410)의 바닥면은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 방향으로 갈수록 높아지는 경사를 가질 수 있다. 이처럼 형성된 경사에 의해 가스 인출구(213)를 통해 인출된 냉각 가스가 관찰구(211) 측으로 향하는 방향성이 향상될 수 있다.
커튼 노즐부(420)는 가이드부(410)에 의해 이동 방향이 전환된 냉각 가스의 유속을 증가시키고 방향성을 향상시킨다. 커튼 노즐부(420)는 이를 위해 냉각 가스의 이동 방향, 즉 제1 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 형상을 갖는다. 도 6에는 이와 같은 커튼 노즐부(420)의 형상이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 커튼 노즐부(420)는 제1 방향, 즉 도 6의 우측으로 갈수록 그 폭이 좁아져 냉각 가스의 유속을 증가시킨다. 개시된 발명의 일 실시예에서는 커튼 노즐부(420)의 노즐 형태의 출구(도 6의 우측)의 폭이 입구(도 6의 좌측)의 폭의 60 내지 80% 사이일 수 있다.
바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이 가이드부(410)와 커튼 노즐부(420)는 하나의 부재에 의해 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 가이드부(410)에 의해 가스 인출구(213)를 통해 인출된 냉각 가스의 이동 방향(b)이 제1 방향(도 6의 우측)으로 전환되어 가스 커튼을 형성함으로써 관찰구(211)를 통해 인출되는 냉각 가스의 이동(c) 또한 제1 방향으로 전환된다. 따라서 관찰구(211)를 통해 인출되는 냉각 가스가 턴디쉬(4) 내부의 용강(3)을 향하지 않아 용강 청정도에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.
이 때, 가스 커튼에 의해 관찰구(211)를 통해 인출되는 냉각 가스의 이동 방향이 용이하게 전환되기 위해서는 가스 커튼의 냉각 가스의 유량, 즉 가스 인출구(213)를 통해 인출되는 냉각 가스의 유량이 관찰구(211)를 통해 인출되는 냉각 가스의 유량에 비해 클 필요가 있다. 따라서 개시된 발명의 일 실시예에서 가스 인출구(213)의 면적은 관찰구(211)의 면적의 1.5 내지 2.5배일 수 있다.
한편 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징(1000)은 제1 하우징(100) 내부에 마련되는 온도 측정 장치(600)을 더 포함할 수 있다. 개시된 발명에서는 하우징 내부 온도를 측정할 수 있는 온도 측정 장치(600)를 통해 카메라(20)를 정상적으로 운용할 수 있는 온도 범위 내에 있는지를 확인할 수 있다. 온도 측정 장치(600)는 저항 온도 센서(RTD, Resistance Temperature Detector)로 구성될 수 있다.
이와 같은 온도 측정 장치(600)는 도 3에 도시된 바와 같이 카메라 브라켓(23)에 장착되고, 케이블(25)을 통해 외부 장치와 연결되어 제1 하우징(100) 내부의 온도 정보를 송신할 수 있다.
도 7은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 커버 상부에 설치된 카메라 하우징의 사진이다.
도 7에서 확인할 수 있듯이, 카메라 하우징(1000)은 쉬라우드 노즐(2) 인접 영역의 용탕면 직상부에 배치되어 운용된다.
도 8은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징의 카메라에 의해 촬영된 사진이다.
촬영된 사진의 중앙 상단에 있는 원기둥의 일부처럼 보이는 것이 쉬라우드 노즐(2)이며, 탕면의 대부분은 턴디쉬 플럭스(6)로 덮여있는 것을 확인할 수 있다. 참고로 이미지의 테두리 부분에서 확인되는 어두운 부분은 턴디쉬 커버의 내화물 일부분이 촬영된 것이다.
도 9는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징 내부의 시간에 따른 온도 변화를 도시하는 그래프이다.
카메라(20)의 상시 운용이 가능하기 위해서는 카메라(20) 주변 온도가 60℃ 이하이어야 한다. 일반적인 전장품의 연속사용을 위한 온도 조건이 60℃ 이하이기 때문이다.
도 9에는 연속주조 공정의 운용 중 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징(1000)의 온도 측정 장치(600)에 의해 측정된 카메라 하우징(1000) 내부 온도가 도시되어 있다. 측정은 하절기에 실시되었으며 냉각용 가스의 인입 온도가 높기 때문에 대기 상태(측정시간 0 min. 시점)임에도 45℃ 정도로 하우징 내부 온도가 측정되었다.
연속주조 공정을 운용하여 카메라가 모니터링을 수행함에 따라 하우징 내부의 온도가 점차 증가되었으며, 측정 시간 60 min. 시점 이후에는 55℃ 수준에 수렴함을 확인할 수 있다. 즉 개시된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 하우징(1000)은 내부 공간을 열로부터 보호하여 내부의 카메라(20)가 턴디쉬(4) 내부 용강(3) 탕면을 안정적으로 모니터링 할 수 있다.
개시된 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1000: 카메라 하우징 2000: 브라켓
1: 래들 2: 쉬라우드 노즐
3: 용강 4: 턴디쉬
5: 침지 노즐 6: 턴디쉬 플럭스
7: 주형 8: 주편
20: 카메라 21: 렌즈
23: 카메라 브라켓 25: 케이블
100: 제1 하우징 110: 제1 면
120: 제2 면 125: 가스 인입구
200: 제2 하우징 210: 제3 면
211: 관찰구 213: 가스 인출구
300: 제3 하우징 400: 커튼부재
410: 가이드부 420: 커튼 노즐부
500: 단열재 600: 온도 측정 장치

Claims (13)

  1. 용강 탕면 모니터링용 카메라가 하측을 향하도록 관통 설치되는 제1 면과 외부 장치와 연결되는 제2 면을 포함하는 제1 하우징;
    상기 제2 면이 외부로 노출되도록 상기 제1 하우징이 내부에 수용되고, 제3 면에 상기 카메라가 용강 탕면을 촬영할 수 있는 관찰구가 마련되는 제2 하우징; 및
    상기 제2 면 및 상기 관찰구가 외부로 노출되도록 상기 제2 하우징이 내부에 수용되는 제3 하우징;을 포함하고,
    상기 제2 면에 마련된 가스 인입구를 통해 냉각 가스가 인입되고 제1 면을 통과해 상기 제3 면에 마련된 가스 인출구 및 상기 관찰구를 통해 냉각 가스가 인출되고,
    상기 가스 인출구를 통해 인출되는 냉각 가스가 상기 관찰구 측을 향하는 가스 커튼을 형성하도록 상기 제3 면에 커튼부재가 마련되는 카메라 하우징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징 및 상기 제3 하우징은 적어도 일부에서 서로 이격되어 공간을 형성하고, 상기 공간에는 단열재가 마련되는 카메라 하우징.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단열재는 최소 10mm 이상의 두께를 갖는 카메라 하우징.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징은 적어도 일부에서 서로 이격되어 공간을 형성하는 카메라 하우징.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 제1 하우징의 어느 하나의 측면인 카메라 하우징.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스 인출구의 면적은 상기 관찰구의 면적의 1.5 내지 2.5배인 카메라 하우징.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커튼부재는,
    상기 가스 인출구를 통해 인출된 냉각 가스의 이동 방향이 상기 관찰구 측을 향하도록 전환하는 가이드부; 및
    상기 가이드부에 의해 이동 방향이 전환된 냉각 가스의 유속이 증가하도록 그 폭이 좁아지는 노즐 형태를 갖는 커튼 노즐부;를 포함하는 카메라 하우징.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 면은 상기 제2 하우징의 바닥면이고,
    상기 관찰구는 상기 가스 인출구의 제1 방향 측면에 위치하는 카메라 하우징.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 가스 인출구를 커버하되 상기 관찰구가 마련된 제1 방향 측면이 개구되어 상기 가스 인출구를 통해 인출된 냉각 가스의 이동 방향이 상기 관찰구 측을 향하도록 전환하고,
    상기 가이드부의 바닥면은 상기 제1 방향으로 갈수록 높아지는 경사를 갖는 카메라 하우징.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 방향은 상기 제2 면이 위치한 방향과 동일한 카메라 하우징.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 커튼 노즐부는
    노즐 형태의 출구의 폭이 입구의 폭의 60 내지 80% 사이인 카메라 하우징.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 하우징 내부에 마련되는 온도 측정 장치;를 더 포함하는 카메라 하우징.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각 가스는 불활성 가스인 카메라 하우징.
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